城市给水管网水质研究与进展

从管网水的水质稳定性、有关消毒剂和消毒副产物的研究、给水管网材质对管网水质的影响、建立管网水质监控数学模型及仿真系统的研究等四个方面系统的介绍了目前给水管网水质研究的国内外现状,提出了今后城市给水管网水质研究的重点和发展趋势．     

供热管网水力工况虚拟仿真实验系统设计

根据供热管网水力工况实验台原理,自主设计了供热管网水力工况虚拟仿真实验系统。建立了系统的数学模型,编制算法导入仿真平台,编制可视化界面,实现了管网水力工况的动态可视化仿真。该虚拟实验系统的应用,增加了学生自主实验的兴趣,弥补了实际实验的不足,丰富了实验教学模式,提高了实验教学质量。     

基于Unity3D和Proteus平台的智能家居控制系统的设计与仿真

为提高智能家居控制系统的体验功能,基于Proteus和Unity3D开发平台构建了一个包含家居环境数据采集、通信控制和家居场景搭建的虚拟仿真系统.对该系统进行仿真应用表明,该系统不仅可以在Unity3D场景中显示Proteus平台采集的温度数据和门禁状态,而且也可以通过Unity3D交互界面控制Proteus平台中的硬件,即实现了双向控制; 因此,该系统可以为智能家居控制系统的设计及功能验证提供良好参考.     

数字化管理技术在气田集输中的应用探讨

对天然气集输系统数字化管理技术进行了讨论,实现管网的数字化管理,首先必须构建数字化管道,建立可视化的管道管理平台,然后在此基础上,开发相应的应用模块,实现管网的仿真调度、运行优化、泄漏检测、设备故障诊断等.对所研制的川西气田天然气管网的可视化仿真调度系统进行了介绍,该系统基于GIS技术和仿真技术,初步建立了天然气集输系统数字化管理平台.通过新851井的抢险调度,介绍了数字化管理技术在川西气田集输管网的应用情况.     

基于Arc Objects和Vega的综合仿真研究

基于三维虚拟仿真平台和二维GIS平台研究开发了交互综合仿真系统.通过研究二维Arc Objects和三维Vega系统平台,分析了集成开发综合仿真系统架构,探讨了二维GIS和三维仿真系统数据一致性和交互性问题,实现了基于两个平台的交互综合仿真系统解决方案;在三维虚拟现实仿真平台中,提出了三维对象细节层次调用机制和场景分割调度机制的解决方案,从而解决大规模模型数据的实时渲染时存在的计算机内存资源有限和速度问题.研究结果已成功应用于实际视景仿真系统之中,并取得较好的效果.     

Unity3D中的Kinect主角位置检测与体感交互

将Kinect与Unity3D联合,使玩家在三维虚拟场景里通过肢体控制游戏。根据Kinect的骨骼跟踪原理,对用户进行实时骨骼跟踪,利用Kinect SDK获取Kinect记录的关节点三维数据,实现硬件设备与Windows平台的连通。通过CMU的Kinect Wrapper实现Kinect SDK与Unity3D之间的数据交互。测试时,在Unity3D中建立三维虚拟场景,通过Kinect Wrapper中的Kinect Model Controller V2脚本对场景内的人物模型进行控制,并在Unity3D平台上实时确定用户的三维位置信息,完成Kinect与Unity3D的体感交互,可以扩展应用于高级人机交互应用,如虚拟现实系统、作战模拟训练等方面。     

基于Creator/Vega的飞机关键构件可视化仿真研究

在飞机综合健康管理研究中,为了实现高效低成本的仿真验证,需要对飞机关键构件进行可视化仿真。首先建立飞机及其平尾关键构件的三维模型,然后在VC++6.0平台的MFC框架下,利用Vega开发了基于任务驱动的飞机关键构件可视化仿真系统,并对关键构件故障模型进行加载。实现了不同飞行任务时水平尾翼及其内部大轴的可视化仿真。结果表明,该仿真系统具有直观逼真的交互界面,便于仿真过程的观测和关键数据的获取,为飞机综合健康管理提供了一个通用的可视化仿真实验平台。     

基于环幕的空间微型机器人任务视景仿真系统

利用C-W方程建立了空间微型机器人(SMR)对近地圆轨道航天器的攻击模型，并且基于环幕显示系统构建了一种适于航天任务的视景仿真系统，目的在于为微型机器人航天任务的分析与设计提供一个大场景的具有沉浸感的可视化仿真环境.描述了系统的设计和实现，讨论了系统总体框架设计、场景几何建模和运动建模、场景实体和视点控制的数据驱动等关键技术，分析了环幕显示平台各个功能模块的实现.     

基于VR的抽水蓄能电站厂房可视化交互仿真及应用

为实现水电站厂房沉浸式可交互的可视化仿真,探索虚拟现实(virtual reality)技术在水电站厂房设计与运行维护中的创新应用,本系统基于水电站Bentley BIM数据,采用虚幻4引擎(UE4)进行开发,构建了电站厂房发电机层、母线层、水轮机层以及蜗壳层的VR仿真场景,并通过C++以及UE4蓝图系统,实现了VR场景中的沉浸式交互漫游、可视化设计校核、设备操作训练模拟以及BIM数据驱动的设备信息可视化查询等功能.系统使用HTC VIVE虚拟现实套装作为交互外设,实现了沉浸式可交互的可视化仿真.结合洛宁抽水蓄能电站,开发了厂房VR交互仿真系统,对VR技术在水电站厂房设计运维中的创新应用有着重要的促进作用与参考意义.     

基于环幕的空间微型机器人任务视景仿真系统

利用C-W方程建立了空间微型机器人(SMR)对近地圆轨道航天器的攻击模型，并且基于环幕显示系统构建了一种适于航天任务的视景仿真系统，目的在于为微型机器人航天任务的分析与设计提供一个大场景的具有沉浸感的可视化仿真环境.描述了系统的设计和实现，讨论了系统总体框架设计、场景几何建模和运动建模、场景实体和视点控制的数据驱动等关键技术，分析了环幕显示平台各个功能模块的实现.     

基于网络的虚拟数控铣削系统

描述了一个基于网络的虚拟数控铣削系统.运用3DSMAX和虚拟现实建模语言(VirtualRealityModelingLanguage-VRML)分别建立了虚拟数控铣床模型和三维铣削场景模型.提出并实现了一种适用于VRML语言的工件毛坯的深度元素(dexel)建模方法.运用VRML的外部编程接口(ExternalAuthoringInterface-EAI)实现了JavaApplet和VRML场景之间的交互.在Tomcat服务器平台上开发了一套基于网络的虚拟数控铣削系统,该系统允许用户通过Web浏览器直观地对虚拟数控铣床进行操作.在某一特定的切削条件下,可以获得铣削力以及加工表面形貌等用户感兴趣的数据.据此可对加工工艺参数的合理性进行评估.     

基于SCADA系统OPC通信的供水管网实时模拟

建立基于SCADA系统OPC通信的城市供水管网实时模拟系统,结合管网实时运行信息与管网数字化分析系统,实现供水管网实时动态模拟分析;利用数据采集与监控（SCADA）软件对OPC的支持,实时获得供水管网运行信息,以供水管网数字化分析系统为基础,通过实时监测流量和压力数据驱动模型,对供水管网运行工况进行实时仿真模拟;实现了...     

城市供水管网仿真模拟分析平台的开发与应用

针对人们对城市供水安全性要求日益提高、供水系统的规模不断扩大、复杂性随之提高等问题,对城市供水管网仿真建模与软件开发技术进行了系统研究．首先,对供水管网参数测试分析技术进行研究,较为准确地掌握了整个供水管网的用水量负荷、用户用水模式及变化规律、压力分布规律及主要供水管段的实际过流能力等状况,建立供水管网仿真模拟数据库．在此基础上,以供水管网科学合理运行、保障供水水质等为目标,结合供水管网在线监测技术,以某城市开放式区域供水管网为例,建立了该区域供水管网微观水力模型,并开发了城市供水管网仿真模拟分析平台．该平台具有良好的扩展性及实用性,目前正在某城市进行应用．     

Eon Studio在三维服装展示中的应用

虚拟现实是利用计算机技术实现与用户实时交互的一种3D模拟环境,它生成的场景文件真实感强,适合网络传输.Eon Studio是优秀的虚拟现实开发系统之一:利用Eon Studio以及多种工具的协调使用,将虚拟现实技术应用到三维服装展示中,模型简洁,模拟效率高,适用于网上虚拟试衣.     

海上起重作业交互式视景仿真与数值模拟

为建立准确的海上起重作业视景仿真系统,以"海洋石油201"起重船为研究对象,构建综合考虑海情海况、船舶动力定位系统、起重船压载系统等影响下的起重作业数学模型.综合应用虚拟现实技术、多通道数据交互技术、数值模拟技术以及半物理仿真技术,构建交互式三维动态虚拟场景.采用布利斯近似积分法对起重作业数学模型进行实时求解,在保证求解精度的基础上,实现了视景仿真系统的实时数据交互.仿真系统重点对起重作业过程中的船舶位移、船舶姿态角、吊物系统摆角和受力以及起重船受到的反作用力等参数的动态响应过程进行了仿真模拟,得到起重作业过程中船舶和吊物系统的运动规律.将仿真系统结果与海试数据进行对比,仿真系统偏差保持在10%以内,起重作业数学模型准确度满足仿真系统需求.视景仿真结果表明:仿真系统在保证精度的前提下,可以对海上起重作业的施工项目进行工程预演,能有效地降低海上起重作业风险,提高工程作业的安全性.     

基于BP神经网络的虚拟手术实时仿真技术研究

在人体腿部的虚拟仿真研究中，建立有限元模型并进行生物力学特性分析是一种有效的方法．但由于有限元模型数据量大，解算时间长，并且难以与既有系统融合，因此不适合在实时的手术培训和手术预演中应用．为了提高虚拟手术仿真系统进行实际作业的能力，笔者提出了以BP神经网络模型来代替有限元模型，实现实时的生物力学响应．并结合已有的医疗机器人辅助接骨虚拟现实仿真手术系统，构建了系统实验平台．实验结果证明，人体腿部的BP神经网络模型能够完全满足手术仿真所需的实时性要求．     

基于BP神经网络的虚拟手术实时仿真技术研究

在人体腿部的虚拟仿真研究中,建立有限元模型并进行生物力学特性分析是一种有效的方法.但由于有限元模型数据量大,解算时间长,并且难以与既有系统融合,因此不适合在实时的手术培训和手术预演中应用.为了提高虚拟手术仿真系统进行实际作业的能力,笔者提出了以BP神经网络模型来代替有限元模型,实现实时的生物力学响应.并结合已有的医疗机器人辅助接骨虚拟现实仿真手术系统,构建了系统实验平台.实验结果证明,人体腿部的BP神经网络模型能够完全满足手术仿真所需的实时性要求.     

基于Simulink/VRML的渠道运行控制系统计算机仿真

从渠道运行的状态方程组出发,对控制方程组进行了离散化、线性化,从而得出了以闸门开度为控制变量,以水流深度和流量为状态变量的状态方程,并建立渠道运行系统模型,由此获得系统的Simulink模型(仿真模型)进行仿真分析,然后使用VR工具箱建立了一个相关的虚拟场景,并通过该工具箱的Simulink接口将渠道运行控制系统Simulink模型与该虚拟世界建立关联,从而利用Simulink模型产生的信号数据控制和操纵虚拟世界中渠道的运行控制.     

基于虚拟样机的数控铣床伺服控制系统

为了获得伺服控制系统的参数,综合运用自动控制理论、系统建模与仿真以及虚拟样机技术等知识,分别在ADAMS和MATLAB平台上建立数控铣床工作台的三维机械模型和控制系统模型,并进行了控制系统的联合仿真.通过对工作台进行速度仿真控制,取得了良好的仿真效果,证明了该系统模型的有效性.这种方法可用于数控铣床的设计和调试.